Um experimento é realizado para a identificação de certo metal. Tal experimento consiste em colocar, em um calorímetro, cuja capacidade térmica é considerada desprezível, 200 g de água a 23,0 °C. Em seguida, coloca- se no calorímetro uma amostra de 100 g do metal a 100 °C. Se a temperatura de equilíbrio encontrada foi 30,0 °C, qual é, aproximadamente, em cal/(g °C), o calor específico do metal?Dado Calor específico da água = 1,00 cal/(g °C)
Um experimento é realizado para a identificação de certo metal. Tal experimento consiste em colocar, em um calorímetro, cuja capacidade térmica é considerada desprezível, 200 g de água a 23,0 °C. Em seguida, coloca- se no calorímetro uma amostra de 100 g do metal a 100 °C. Se a temperatura de equilíbrio encontrada foi 30,0 °C, qual é, aproximadamente, em cal/(g °C), o calor específico do metal?
Dado
Calor específico da água = 1,00 cal/(g °C)
- A)0,0500
- B)0,100
- C)0,200
- D)0,300
- E)0,400
Resposta:
A alternativa correta é C)
Vamos começar analisando o que acontece no experimento. Inicialmente, temos 200 g de água a 23,0 °C. Em seguida, adicionamos 100 g do metal a 100 °C. Isso significa que o metal está perdendo calor, e a água está ganhando calor, até que ambos alcancem a temperatura de equilíbrio, que é de 30,0 °C.
Podemos aplicar a fórmula de calor específico, que é Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa do material, c é o calor específico do material e ΔT é a variação de temperatura.
No caso da água, a variação de temperatura é de 7,0 °C (de 23,0 °C para 30,0 °C), e a massa é de 200 g. Podemos escrever a equação:
Q = 200 g × 1,00 cal/(g °C) × 7,0 °C
Q = 1400 cal
Já que a água ganhou 1400 cal, isso significa que o metal perdeu 1400 cal, pois a capacidade térmica do calorímetro é desprezível.
Agora, podemos aplicar a fórmula de calor específico novamente, mas desta vez para o metal:
Q = mcΔT
1400 cal = 100 g × c × (-70,0 °C)
Note que a variação de temperatura do metal é negativa, pois ele perdeu calor.
Agora, podemos resolver para c:
c = 1400 cal / (100 g × -70,0 °C)
c ≈ 0,200 cal/(g °C)
Portanto, a resposta correta é a opção C) 0,200.
- A) 0,0500
- B) 0,100
- C) 0,200
- D) 0,300
- E) 0,400
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